KR20150131685A - 용접기의 용접 누락 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스폿 용접기에 스폿 용접하기 전과 후의 색상을 검출할 수 있는 감지 센서를 구성하여, 이 감지 센서의 센싱 결과에 따라 스폿 용접이 이루어지지 않은 부분에 대하여 스폿 용접기가 다시 스폿 용접을 하게 하여 용접 불량을 없앨 수 있게 한 용접기의 용접 누락 검사 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 이러한 감지 센서를 실제 용접이 이루어지는 용접 헤드에 장착함으로써, 스폿 용접이 이루어진 다음에 바로 스폿 용접하고자 하는 위치에 용접이 완료되었는지 판단할 수 있게 하여 용접 여부의 판단을 쉽고 신속하게 할 수 있을 뿐만 아니라 스폿 용접이 되어 있지 않으면 바로 용접기로 스폿 용접을 할 수 있게 한 용접기의 용접 누락 검사 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 용접기에 상술한 감지 센서와 더불어 LED 모듈을 더 구성함으로써, 야간에도 이 LED 모듈을 통해 스폿 용접 부위를 환하게 비춰 감지 센서가 용접 부위에 대한 색상을 더욱 명확하게 감지할 수 있게 하여 주간뿐만 아니라 야간에도 스폿 용접 여부를 쉽고 신속하게 판단할 수 있게 한 용접기의 용접 누락 검사 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

Description

용접기의 용접 누락 검사 장치{APPARATUS FOR CHECKING WELDING MISSING OF WELDING ROBOT}

본 발명은 용접기의 용접 누락 검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접 작업을 마친 용접 점 부분의 색상이 용접이 누락된 부분의 색상과 다른 점을 감지 센서를 통해 검출하여 용접이 누락된 부분에 대하여 다시 용접할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 용접은 같거나 다른 종류의 금속재료에 열과 압력을 가하여 고체 사이에 직접 결합하는 것으로, 크게 융접법과 압접법이 있다. 특히, 압접법 중에서 스폿 용접(Spot Welding)은, 금속을 겹쳐서 전극 끝에 물리고 국부적으로 가열하여 동시에 전극으로 가압하는 저항 용접을 말한다.

특히, 스폿 용접은 용접하고자 하는 금속 재료에 미리 정해진 간격으로 용접 위치를 정하고, 정해진 위치마다 용접하여 접합한다. 이에 스폿 용접의 경우 용접해야 할 용접 위치에서 실제 스폿 용접이 이루어지지 않는 경우가 발생한다. 이처럼 스폿 용접을 해야 할 위치에서 용접하지 않고 건너뛰면, 용접할 부분에서 융착력이 떨어지므로 원하는 물리적 특성을 얻을 수 없고 또한 안전상의 문제를 일으킬 우려가 있다. 이에, 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에는 이러한 스폿 용접할 부분에서 용접이 이루어지지 않은 불량한 경우를 확인할 수 있는 다양한 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 1의 용접타점 누락방지 시스템은 점용접하는 용접유닛과, 용접유닛에 너트를 공급하는 너트 공급부와, 용접유닛에 의해 용접된 모재를 적재하는 로딩 박스와, 용접유닛과 로딩 박스를 제어하고 기입력된 타점 수와 용접한 타점 수가 일치하는 경우에만 로딩 박스의 커버를 개방하는 컨트롤러 박스를 포함한다. 이와 같은 용접타점 누락방지 시스템에 의하면, 컨트롤러 박스의 카운팅부에 의해 타점 수가 자동으로 카운팅되어 입력된 타점 수와 일치하는 경우에만 로딩 박스의 커버가 개방되므로 타점 수를 누락하지 않고 점용접을 할 수 있고, 컨트롤러 박스의 전류 측정부에 의해 용접 전류를 측정하여 기준치에 미달하는 경우 로딩 박스의 커버가 개방되지 않으므로 전류에 의한 용접 불량을 방지하여 용접 효과를 상승시킬 수 있는 이점이 있다.

특허문헌 2는 스폿 용접 시스템 및 스폿 용접 방법에 관한 것으로서, 스폿 용접을 위하여 스폿 용접기에 올려진 스폿 용접 대상물을 스폿 용접이 이루어지기 전에 카메라로부터 영상을 취득하여 용접 대상물이 안착된 상태를 미리 영상 분석하고, 스폿 용접 대상물이 정상 안착된 경우에만 스폿 용접하고, 아울러 스폿 용접기의 용접 상태를 측정 분석하여 용접할 때 인가되는 전류의 양이 소정의 기준을 벗어나면 이를 불량 처리하기 위한 스폿 용접 시스템 및 스폿 용접 방법에 관한 것이다.

특허문헌 3은, 설계에 따른 차종별, 부품별 용접 점의 개수와 실용접점의 개수를 비교하여 용접 시스템의 고장 여부를 진단할 수 있도록 하는 용접 시스템의 모니터링 방법이 개시된다.

하지만, 이런 기존의 용접기 및 모니터링 방법은 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 스폿 용접기가 용접할 때마다 이를 카운트한 다음, 미리 입력한 용접 개수와 비교하여 용접 불량을 판단해야 하므로 복잡한 연산 과정을 거친다.

(2) 카운트 방식으로 용접 개수를 비교하는 경우 그 차이로 스폿 용접이 이루어지지 않았음을 확인할 수는 있으나, 어디에서 스폿 용접을 누락하였는지 확인할 방법이 없다.

(3) 이에 스폿 용접이 이루어지지 않은 부분을 다시 찾아낸 다음 스폿 용접해야 하는 번거로움이 있다.

(4) 스폿 용접은 주간뿐만 아니라 야간에도 용접하는 경우가 있는데, 야간의 경우 이러한 용접 부위를 제대로 분간할 수 없어 정해진 용접 위치에서 벗어난 곳에 스폿 용접할 우려가 있다.

한국공개특허 제10-2010-0102935호(공개일 : 2010.09.27) 한국등록특허 제0986195호(등록일 : 2010.10.01) 한국공개특허 제10-2013-0138574호(공개일 : 2013.12.19)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 스폿 용접기에 스폿 용접하기 전과 후의 색상을 검출할 수 있는 감지 센서를 구성하여, 이 감지 센서의 센싱 결과에 따라 스폿 용접이 이루어지지 않은 부분에 대하여 스폿 용접기가 다시 스폿 용접을 하게 하여 용접 불량을 없앨 수 있게 한 용접기의 용접 누락 검사 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 이러한 감지 센서를 실제 용접이 이루어지는 용접 헤드에 장착함으로써, 스폿 용접이 이루어진 다음에 바로 스폿 용접하고자 하는 위치에 용접이 완료되었는지 판단할 수 있게 하여 용접 여부의 판단을 쉽고 신속하게 할 수 있을 뿐만 아니라 스폿 용접이 되어 있지 않으면 바로 용접기로 스폿 용접을 할 수 있게 한 용접기의 용접 누락 검사 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 용접기에 상술한 감지 센서와 더불어 LED 모듈을 더 구성함으로써, 야간에도 이 LED 모듈을 통해 스폿 용접 부위를 환하게 비춰 감지 센서가 용접 부위에 대한 색상을 더욱 명확하게 감지할 수 있게 하여 주간뿐만 아니라 야간에도 스폿 용접 여부를 쉽고 신속하게 판단할 수 있게 한 용접기의 용접 누락 검사 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접기의 용접 누락 검사 장치는, 용접기에 장착하는 용접 누락 검사 장치에 있어서, 상기 용접기(100)에 용접한 용접 점을 색상으로확인하여 용접 누락을 검사할 수 있게 감지 센서(111)를 갖춘 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 감지 센서(111)는 용접기(100)의 용접 헤드(110)에 장착한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용접 누락 검사 장치에는 야간에 용접 점을 비춰줄 수 있도록 LED 모듈(120)을 더 갖춘 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 용접기(100)는 스폿 용접기인 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 스폿 용접기는 감지 센서(111)를 통해 용접을 끝낸 용접 점의 색상을 통해 용접 여부를 확인하고, 스폿 용접한 것으로 확인하면 그 다음 용접 위치로 이동하여 용접하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 용접기의 용접 누락 검사 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 색상을 구분하는 감지 센서를 추가하는 단순한 구성으로도 용접 여부를 쉽고 정확하게 파악할 수 있다.

(2) 그리고, 이렇게 파악한 결과를 통해 용접해야 할 위치에서 용접이 되어 있지 않으면 용접기를 통해 바로 용접할 수 있으므로, 용접하지 않음에 따라 발생하는 불량 문제를 해결할 수 있다.

(3) 특히, 본 발명은 스폿 용접기에 적용하여 스폿 용접하기 전과 후의 색상을 통해 용접 여부를 판단하므로 발열과 가압 등으로 색상이 달라지는 용접 부위에 대한 용접 여부를 쉽게 판단할 수 있다.

(4) 이러한 감지 센서와 더불어 LED 모듈을 더 구성하므로, 주간뿐만 아니라 야간에 용접 작업을 할 때나, 주간이라도 어두운 실내에서 용접 작업을 하더라도 LED 모듈을 통해 용접 부분의 주변을 밝혀 용접 부분에 대한 색상을 쉽게 파악하여 용접 여부를 판단할 수 있다.

도 1은 통상의 스폿 용접기로 용접한 용접 점(스폿)과 용접하지 않은 부분에 대한 색상 비교를 위한 비교 사진.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 스폿 용접기에 색상을 구별하기 위한 감지 센서를 장착한 예를 보여주기 위한 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 감지 센서를 갖춘 스폿 용접기로 미리 정해진 위치에 스폿 용접하는 상태를 보여주기 위한 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 감지 센서를 갖춘 스폿 용접기로 스폿 용접한 다음 이동하면서 용접 점의 색상을 얻는 상태를 보여주기 위한 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 감지 센서를 갖춘 스폿 용접기로 스폿 용접할 지점에서 용접하지 않은 상태를 보여주기 위한 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따라 스폿 용접기에 색상을 구별하기 위한 감지 센서와 더불어 LED 모듈을 더 장착한 예를 보여주기 위한 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 실시예 1에 따른 용접기의 용접 누락 검사 장치는, 도 2 내지 도 5와 같이, 용접기(100)에 색상을 확인할 수 있게 설치한 감지 센서(111)를 포함한다.

특히, 이 감지 센서(111)는, 용접하고자 하는 모재(M)의 색상과 용접한 부분의 색상 차이를 통해 용접하고자 하는 부분에 대해 용접 여부를 판단할 수 있게 한 것이다.

여기서, 도면부호 "M"은 용접하기 위한 모재를, 점선으로 표시한 원은 용접하고자 하는 위치(3개소)를 각각 나타낸다.

이하, 이러한 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

용접기(100)는, 도 2 내지 도 5와 같이, 금속 패널과 같은 모재(M)를 용접하기 위한 것으로, 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다. 이러한 용접기(100)는 연속해서 용접하는 용접기를 이용할 수도 있으나, 바람직하게는 스폿 용접기를 이용하는 것이 바람직하다. 이는 스폿 용접의 경우 미리 정해진 위치에 스폿 용접을 함에 따라 후술할 감지 센서(111)를 통해 스폿 용접을 한 지점의 색상과 그렇지 않은 부분의 색상을 명확하게 구분할 수 있게 하기 위함이다.

감지 센서(111)는 상기 용접기(100)에 장착하고, 모재(M)에서 용접한 지점의 색상을 검출할 수 있는 센서를 사용한다. 이러한 감지 센서(111)는 용접 지점에서 검출한 색상을 용접기(100)를 제어하는 제어기(미도시됨)로 전송하고, 제어기는 이 색상과 모재(M) 자체의 색상을 비교하여 용접할 지점에 제대로 용접하였는가를 판단한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 감지 센서(111)는 이처럼 용접 지점의 색상을 검출할 수 있는 곳이라면 용접기(100) 어디에라도 설치할 수 있으나, 바람직하게는 용접 헤드(110)에 장착하는 것이 바람직하다. 이는 실제 스폿 용접이 이루어지는 용접 헤드(110)에 장착하여 스폿 용접을 하면 바로 그 지점에서 색상을 검출할 수 있게 하여 용접 지점에서 용접이 이루어졌는지 바로 판단할 수 있게 하기 위함이다.

이하, 본 발명에 따른 용접 누락 검사 장치의 작용에 대하여 스폿 용접기를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

우선, 모재는 도 1과 같이 스폿 용접을 한 부분의 색상이 스폿 용접기에 눌려 융착됨에 따라 검은 링과 같이 어둡게 변한 부분이 있는 반면, 스폿 용접을 해야 할 곳이나 스폿 용접이 되지 않은 부분(붉은 원으로 표시한 부분)은 금속(모재) 특유의 색상을 가진다.

한편, 용접 헤드(110)는, 도 2에서 점선의 원으로 표시한 바와 같이 3곳에 스폿 용접을 할 수 있게 이송 제어된다. 우선, 도 3과 같이, 용접 헤드(110)가 첫 번째 스폿 용접 위로 이송하게 한 다음 용접 헤드(110)를 모재(M)와 밀착하게 하여 스폿 용접한다.

이어, 도 4와 같이, 용접 헤드(110)가 두 번째 스폿 용접 지점으로 이송함에 따라, 감지 센서(111)는 스폿 용접 지점의 색상을 검출하여 스폿 용접을 하였는지 검출하고 그 검출 결과를 제어기로 출력한다. 제어기는 이미 스폿 용접 지점이 미리 입력되어 있으므로, 입력된 용접 지점의 색상이 모재(M) 고유의 색상인지 아닌지를 통해 스폿 용접이 제대로 이루어졌는지 판단한다.

마지막으로, 제어기는 용접 헤드(110)를 이송하여 그 다음 스폿 용접 지점까지 이송하여 상술한 바와 같은 스폿 용접 절차를 반복하여 미리 정해진 스폿 위치에서 용접을 반복한다. 이때, 용접 헤드(110)는 첫 번째 용접 지점에서 용접한 다음, 도 5와 같이 두 번째 용접 지점에서 용접하지 않고 세 번째 용접 지점으로 이송하는 경우, 감지 센서(111)는 이 지점에서의 색상을 검출하여 제어기로 보낸다. 이에, 제어기는 세 번째 용접 지점으로 이송하기 전에 다시 두 번째 용접 지점으로 되돌아가게 하여 두 번째 용접 지점에서 스폿 용접하게 한다.

이상과 같이 본 발명은 용접기에 색상을 검출할 수 있는 감지 센서를 갖추고, 이 감지 센서가 용접 지점에서 실제 용접이 이루어짐에 따라 달라지는 색상을 통해 용접 여부를 판단할 수 있게 함으로써, 구조가 간단하면서도 정확한 용접 실시 여부를 쉽고 신속하게 파악할 수 있다.

본 발명의 실시예 2에 따른 용접기의 용접 누락 검사 장치는, 도 6과 같이, 실시예 1과 비교할 때 용접 헤드(110)에 광원으로 사용할 수 있는 LED 모듈(120)을 더 추가한 것이다.

이는, 본 발명에 따른 용접 누락 검사 장치는 주간뿐만 아니라 야간, 그리고 주간에도 어두운 실내와 같이 감지 센서(111)가 스폿 용접 지점의 색상을 검출하는 데 주변이 어두워 제대로 검출하지 못할 우려가 있다.

이에, 실시예 2는 용접 헤드(110)에 LED 모듈(120)을 추가하여 이처럼 야간이나 어두운 실내에서 용접 작업을 할 때, LED 모듈(120)이 용접 지점을 비춰 감지 센서(111)가 용접 지점의 색상을 정확하게 검출할 수 있게 한 것이다.

따라서, 본 발명의 실시예 2에 따른 누락 검사 장치는 주간뿐만 아니라 야간이나 어두운 실내에서도 용접 여부를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.

100 : 용접기
110 : 용접 헤드
111 : 감지 센서
120 : LED 모듈

Claims (5)

1. 용접기에 장착하는 용접 누락 검사 장치에 있어서,
   상기 용접기(100)에 용접한 용접 점을 색상으로확인하여 용접 누락을 검사할 수 있게 감지 센서(111)를 갖춘 것을 특징으로 하는 용접기의 용접 누락 검사 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 감지 센서(111)는 용접기(100)의 용접 헤드(110)에 장착한 것을 특징으로 하는 용접기의 용접 누락 검사 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 용접 누락 검사 장치에는 야간에 용접 점을 비춰줄 수 있도록 LED 모듈(120)을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 용접기의 용접 누락 검사 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용접기(100)는 스폿 용접기인 것을 특징으로 하는 용접기의 용접 누락 검사 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 스폿 용접기는 감지 센서(111)를 통해 용접을 끝낸 용접 점의 색상을 통해 용접 여부를 확인하고, 스폿 용접한 것으로 확인하면 그 다음 용접 위치로 이동하여 용접하는 것을 특징으로 하는 용접기의 용접 누락 검사 장치.

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